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진동 특성을 이용한 접합된 차량 구조의 BSR(Buzz, Squeak, Rattle) 소음 강건성 관측에 대한 실험연구
Experimental study to investigate the structural integrity of welded vehicle structure for BSR (Buzz, Squeak, Rattle) noise by vibration measurement 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.38 no.3, 2019년, pp.334 - 339  

곽윤상 (한양대학교 기계공학과) ,  이종호 (한양대학교 기계공학과) ,  박준홍 (한양대학교 기계공학과)

초록
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차량 점용접 부위에서 BSR(Buzz, Squeak, Rattle) 소음 발생 가능성을 국부 진동을 사용하여 비파괴적으로 추정하는 진동기반 계측법을 제시한다. 용접부에 부착된 구조물에 의한 점용점 부위의 국부적인 진동을 유발하고 진동전달 특성을 파악한다. 관측된 진동 특성으로부터 국부 구조의 굽힘강성값을 도출하였다. 강성값의 변화로부터 점용접의 상태 강건성을 파악하였다. 제시되는 방법의 검증을 위해 부분적으로 용접품질이 변화된 시편을 제작하였다. 제작된 시편에서 계측된 진동 특성을 분석하였다. 용접 강건성에 의해 변화하는 특정 주파수 대역을 파악하였다. 구조별, 위치별 계측을 통해 제시된 방법으로 분별이 가능한지 검증하였다. 국부 진동 평가방법은 구조물의 용접 강건성을 생산 현장에서 파악하게 하는 평가방법으로써 BSR발생 가능성을 저감하기위한 생산 품질 확보에 사용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the vibration test method to nondestructively evaluate the possibility of vehicle BSR (Buzz, Squeak, Rattle) noise generation in spot-welded structures was proposed. The weld quality was predicted by analyzing the local vibration transmission characteristics for the beam-shaped struct...

주제어

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 실험을 통해 국소적인 용접누락에 의해 BSR 소음이 발생하는 것을 확인하였다. 국부적인 용접 강건성을 측정하기 위해 부착구조물 형태를 이용한 진동계측법을 제시하였다. 보 형태의 다점 스팟용접 구조물에서 부분적인 결합력의 영향을 보기 위해 용접전류를 변화하면서 제작하였다.
  • 용접 결합력의 저하는 차량 구조의 치명적인 결함을 야기한다. 따라서 본 연구에서는 용접의 강건성에 의한 BSR 소음의 발생 영향을 고찰하기 위한 실험을 진행하였다. 실험에 사용될 용접 시편이 제작되었다.
  • 본 연구에서는 BSR 소음을 일으키는 용접된 구조의 강건성을 계측할 수 있는 진동계측법을 개발하였다. 실험을 통해 국소적인 용접누락에 의해 BSR 소음이 발생하는 것을 확인하였다.
  • 본 연구에서는 부분적인 구조파의 전달특성을 활용하여 구조물의 원하는 부분의 강건성을 판단하기 위한 계측법을 제시하였다. 부분적인 구조파의 전달특성을 계측하기 위해, 보 형태의 부착 구조물을 이용하였다.
  • 본 연구에서는 스팟용접에 의한 BSR 소음 발생 연관성을 실험을 통해 확인하고, 부분적인 용접의 강건성을 판별하기 위한 진동계측법을 제시하였다. 국부적인 진동전달 특성을 계측하기 위한 부착구조물 형태의 진동계측을 통해 목표한 구조물의 강건성을 평가하였다.

가설 설정

  • 본 연구에서는 부착구조물의 진동전달에 의해 목표 구조물의 국부적인 진동을 이용하였다. 따라서 국부 진동에 의한 특성주파수의 파수는 부착구조물의 물리적 길이과 일치한다고 가정하였다. 이를 통해 국부적 굽힘강성은 다음의 식을 통해 계산되었으며, 계산결과는 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BSR 소음이 발생하는 원인은 무엇인가? BSR 소음은 차량의 구조요소 간의 결합이 강건하지 못할 때 발생한다. 스팟용접은 차량의 요소결합방법으로 가장 많이 쓰이는 방법이다.
용접 결합력의 저하는 어떤 것의 원인이 되는가? 스팟용접은 차량의 요소결합방법으로 가장 많이 쓰이는 방법이다. 용접 결합력의 저하는 차량 구조의 치명적인 결함을 야기한다. 따라서 본 연구에서는 용접의 강건성에 의한 BSR 소음의 발생 영향을 고찰하기 위한 실험을 진행하였다.
BSR소음 원인이 되는 동적 거동변위의 증가가 일어나는 이유는 무엇인가? 전체 구조물 특성은 소수의 용접누락으로 크게 변하지 않는다. 그러나 특정 부위의결합력의 저하는 부분적인 구조물의 동적거동 변위를 증가시킨다. 이러한 동적 거동변위의 증가는 요소간의 충돌이나 마찰을 일으키며 BSR소음 원인이 된다.
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참고문헌 (8)

  1. M. Trapp and F. Chen, Automotive Buzz, Squeak and Rattle: Mechanisms, Analysis, Evaluation and Prevention (Elsevier, Waltham, 2011), pp. 2-131. 

  2. R. A. Rorrer and V. Juneja, "Friction-induced vibration and noise generation of instrument panel material pairs," Tribol. Int., 35, 523-531 (2002). 

  3. F. Kavarana and B. Rediers, "Squeak and rattle-state of the art and beyond," SAE Tech. Paper., 1999. 

  4. U. K. Chandrika and J. H. Kim, "Development of an algorithm for automatic detection and rating of squeak and rattle events," J. Sound Vib., 329, 4567-4577 (2010). 

  5. S. Choi, S. Ahn, and K. D. Ih, "Basic principle of BSR (Buzz, Squeak, Rattle) noise according to the generation mechanism" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 37, 309-316 (2018). 

  6. S. S. Gosavi, "Automotive buzz, squeak and rattle (BSR) detection and prevention," SAE Tech. Paper., 2005. 

  7. S. -H. Shin, C. -U. Cheong, D. -W. Kim, and S. -S. Jung, "Evaluation of BSR noise properties of instrument panel in a vehicle" (in Korean), Trans. Korean Soc. Noise Vib. Eng. 20, 644-650 (2010). 

  8. S. Aslanlar, A. Ogur, U. Ozsarac, E. Ilhan, and Z. Demir, "Effect of welding current on mechanical properties of galvanized chromided steel sheets in electrical resistance spot welding," Materials & Design, 28, 2-7 (2007). 

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